본 연구실은 수전해 및 연료전지 시스템의 전기화학적 설계와 모델링을 중점적으로 연구하고 있습니다. 수전해 기술은 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 핵심적인 친환경 에너지 생산 방식으로, 그 효율성과 내구성 향상을 위해 다양한 전기화학적 실험 설계와 수치 모델링 기법을 적용하고 있습니다. 특히, 고분자 전해질막(PEM) 및 알칼라인 수전해 셀의 전극 구조 최적화, 촉매층 설계, 그리고 대면적 셀의 열화 메커니즘 분석을 통해 실질적인 성능 개선을 추구합니다. 이러한 연구는 실험적 접근과 이론적 모델링을 병행하여 진행되며, 전기화학 반응의 미세구조적 특성, 전극 및 막-전극 접합체(MEA)의 물리화학적 특성, 그리고 시스템 전체의 동적 거동을 정밀하게 분석합니다. 또한, 다양한 촉매 및 전극 소재의 합성, 구조 제어, 그리고 내구성 평가를 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 고성능·고내구성 수전해 및 연료전지 시스템 개발에 기여하고 있습니다. 이 연구는 그린수소 생산, 재생에너지 연계형 수전해 시스템, 그리고 차세대 연료전지 기술의 상용화에 중요한 역할을 하며, 국내외 에너지 전환 및 탄소중립 실현을 위한 핵심 기반 기술로 자리매김하고 있습니다.

연구실은 전기화학적 부식 현상과 전극재료의 내구성 향상에 관한 심층 연구를 수행하고 있습니다. 고온 용융염 기반 집광 태양열 발전 시스템, 수전해 셀, 연료전지 등 다양한 전기화학 시스템에서 발생하는 부식 문제를 해결하기 위해 수치해석과 실험적 분석을 병행합니다. 특히, 전극 및 금속 소재의 부식 거동을 정밀하게 분석하여, 내구성이 뛰어난 신소재 개발과 표면 개질 기술을 적용하고 있습니다. 부식 메커니즘 해석을 위해 전기화학 임피던스 분광법(EIS), 표면 분석, 그리고 다양한 환경 조건에서의 장기 내구성 평가를 실시합니다. 또한, 전극의 구조적 강건성 확보와 수소 발생·산소 발생 반응에서의 촉매 내구성 향상을 위한 소재 설계, 코팅, 복합화 기술을 적극적으로 도입하고 있습니다. 이를 통해 수전해 및 연료전지 시스템의 장기 운전 안정성과 경제성을 동시에 확보하고자 합니다. 이러한 연구는 산업 현장에서의 실질적 문제 해결뿐만 아니라, 미래 에너지 시스템의 신뢰성 향상과 유지관리 비용 절감에 크게 기여할 것으로 기대됩니다. 또한, 국내외 다양한 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 기술이전 및 상용화에도 적극적으로 나서고 있습니다.

본 연구실은 이산화탄소(CO2) 전환 및 e-연료 생산을 위한 전기화학 시스템 개발에도 주력하고 있습니다. CO2 전환 기술은 온실가스 저감과 동시에 고부가가치 화합물 및 연료 생산을 가능하게 하는 차세대 에너지·환경 기술로 주목받고 있습니다. 연구실에서는 전기화학적 CO2 환원 반응(CO2RR) 시스템의 설계, 촉매 개발, 그리고 전달층 및 전극 구조 최적화를 통해 효율적인 CO2 전환을 실현하고자 합니다. 특히, 기공성 전달층 개발, 전극의 미세구조 제어, 그리고 반응 환경의 최적화 등을 통해 CO2 전환 효율과 선택성을 극대화하고 있습니다. 또한, 다양한 금속 및 복합 촉매의 합성, 전기화학적 특성 평가, 그리고 장기 내구성 테스트를 통해 실제 산업 적용 가능성을 높이고 있습니다. 이러한 연구는 현대자동차 등 산업체와의 공동연구를 통해 실질적인 기술 개발과 상용화에 기여하고 있습니다. CO2 전환 및 e-연료 생산 연구는 탄소중립 사회 실현과 미래 에너지 패러다임 전환에 핵심적인 역할을 하며, 지속가능한 에너지 시스템 구축을 위한 과학적·기술적 기반을 제공하고 있습니다.